本发明涉及冷轧钢板的湿平整轧制方法，特别涉及一种冷轧钢板湿平整轧制过程中平整液流量的控制方法，具体而言，涉及双机架平整机组用湿平整轧制过程中平整液流量的控制方法。
背景技术：
表面粗糙度作为冷轧钢板的重要特性之一，它不仅影响冷轧钢板冲压时的变形行为和涂镀后的外观面貌，而且可以改变材料的耐蚀性。在生产高附加值产品如汽车板、家电板，镀锡板时，冷轧钢板表面粗糙度在整个带钢表面都应分布均匀，而不能出现一部分带钢表面粗糙度过高而另一部分带钢表面粗糙度过低缺陷，因此带钢表面粗糙度控制的研究越来越受到人们的重视。
湿平整机组在冷轧钢板平整轧制过程中需要喷洒平整液，随着平整液中油水的分离，平整液中的润滑油将会附着在带钢以及轧辊表面，在平整液其它参数相同情况下，平整液流量通过影响润滑油量进而影响轧制变形区摩擦系数，在来料参数、平整工艺参数中轧制力、张力、轧辊工艺参数以及配辊制度相同情况下，平整机组延伸率会发生变化，进一步地影响工作辊的压印能力以及带材原始表面粗糙度的遗传能力，最终影响成品带钢表面粗糙度。
专利公布号为CN103084408A的中国专利文件公开了一种适用于双机架平整机组的带钢表面粗糙度控制方法，采用把出口带材粗糙度作为目标函数，把总延伸率、板形满足合同要求作为约束条件，通过对两机架轧制力的分配，最大程度扩展双机架平整机组的出口带钢表面粗糙度的范围，达到控制双机架平整机组出口带钢表面粗糙度满足目标粗糙度要求的目的。该专利通过两机架轧制力的分配来完成带钢表面粗糙度的控制，而不是通过优化平整液流量来实现对带钢表面粗糙度的控制。
专利公布号为CN105234185A的中国专利文件公开了适用于湿平整轧制过程中平整液流量差异性优化设定方法，通过对上、下辊缝的平整液采用差异化的流量设定，在保证带钢的整体延伸、粗糙度复印、耐蚀以及清洁度的前提下，优化上、下辊缝的平整液的流量分配，降低带钢上、下表面的延伸、粗糙度复印、耐蚀以及清洁度的差异。该专利关注的是上、下辊缝的平整液流量设定问题，而不是通过优化机架间的平整液流量来实现对带钢表面粗糙度的控制。
专利公布号为CN105080977A的中国专利文件公开了一种平整液流量控制方法，通过获取平整机的额定最大、最小轧制速度Vmax、Vmin，以及在两种轧制速度下相对应的平整液的额定最大、最小流量Qmax、Qmin四个参数，并由所述四个参数确定平整液流量与轧制速度之间的线性关系，从而得出在平整机开始轧钢后、与实际轧制速度对应的所述实时的平整液的流量值，从而实现稳定、可靠的平整液的流量控制。但该专利关注的是单机架平整液流量随着轧制速度的动态分配，而不是通过优化机架间的平整液流量来实现对带钢表面粗糙度的控制。
现有技术中，缺乏通过控制湿平整机组平整液的流量实现冷轧钢板表面粗糙度精确控制的技术。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种冷轧钢板湿平整轧制过程中平整液流量的控制方法，主要解决现有技术中缺乏通过控制湿平整机组平整液的流量实现冷轧钢板表面粗糙度精确控制的的技术问题，实现带钢表面粗糙度满足目标粗糙度的要求，保证冷轧钢板表面质量稳定性。
本发明采用的技术方案是：一种冷轧钢板湿平整轧制过程中平整液流量的控制方法，包括以下步骤：
(a)参数收集，包括：一组待生产的带钢原始表面粗糙度Ras0,i，带钢厚度hi，带钢宽度Bi，带钢变形抗力ki，1#机架工作辊直径D1,i，1#机架工作辊原始表面粗糙度Rar01,i，1#机架工作辊轧制公里数L1,i，2#机架工作辊直径D2,i，2#机架工作辊原始表面粗糙度Rar02,i，2#机架工作辊轧制公里数L2,i，轧制速度设定值Vi，带钢前张力设定值σ21,i，带钢中张力设定值σ20,i，带钢后张力设定值σ10,i，1#机架轧制压力设定值P1,i，2#机架轧制压力设定值P2,i，及其成品带钢目标表面粗糙度Ra′s,i，目标总延伸率εi′，i＝1,2,…,n；
(b)设定目标函数初始值F0，定义1#机架平整液流量W1并初始化1#机架平整液流量最大值W1,max，1#机架平整液流量最小值W1,min及1#机架平整液流量寻优步长△W1，设定1#机架平整液流量寻优中间过程参数k1，并初始化k1＝0；
(c)令W1＝W1,min+k1△W1；
(d)定义2#机架平整液流量W2并初始化2#机架平整液流量最大值W2,max，2#机架平整液流量最小值W2,min及2#机架平整液流量寻优步长△W2，设定2#机架平整液流量寻优中间过程参数k2，并初始化k2＝0；
(e)令W2＝W2,min+k2△W2；
(f)计算1#、2#机架平整轧制变形区润滑油量WL,j，其表达式为WL,j＝α1th(α2Wj)，j＝1,2；式中，Wj为第j机架平整液流量，单位为L/min；α1为润滑油含量影响系数；α2为平整液流量影响系数；
(g)计算当前状态下第i卷带钢参数所对应的1#、2#机架平整轧制变形区摩擦系数μi,j，其表达式为i＝1,2,…,n，j＝1,2；式中，Rapi,j为第i卷带钢在第j机架的当量粗糙度，Rapi,j＝ksRas0i,j+krRari,j，单位为μm；Ras0i,j为第i卷带钢在第j机架带钢原始表面粗糙度，单位为μm；Rari,j为第i卷带钢在第j机架轧辊表面粗糙度，单位为μm；ks为带钢表面粗糙度加权系数；kr为轧辊表面粗糙度加权系数；β1为摩擦系数影响系数；β2为润滑油量影响系数；
(h)利用平整轧制压力计算公式反算当前状态下第i卷带钢在1#机架延伸率ε1,i以及2#机架延伸率ε2,i；
(i)计算当前状态下第i卷带钢的机组总延伸率εi，其表达式为εi＝ε1,i+ε2,i；
(j)判断不等式0.9εi′≤εi≤1.1εi′是否成立？如果成立，则转入步骤(k)，否则直接转入步骤(n)；
(k)计算当前状态下成品带钢表面粗糙度Ras,i；
(l)计算粗糙度控制目标函数F(X)，其表达式为i＝1,2,…,n；
(m)判断不等式F<F0是否成立？如果成立，则令F0＝F，最优1#机架平整液流量W1y＝W1，最优2#机架平整液流量W2y＝W2，转入步骤(n)，否则直接转入步骤(n)；
(n)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k2＝k2+1，转入步骤(e)，否则转入步骤(o)；
(o)判断不等式是否成立？如果不等式成立，则令k1＝k1+1，转入步骤(c)，否则转入步骤(p)；
(p)输出最优1#机架平整液流量W1y以及最优2#机架平整液流量W2y。
进一步，步骤(k)中当前状态下成品带钢表面粗糙度Ras,i，其表达式为
式中，hi为第i卷带钢厚度，单位为mm；ki为第i卷带钢单位变形抗力，单位为MPa；εi为第i卷带钢总延伸率；ε1,i为第i卷带钢在1#机架延伸率；ε2,i为第i卷带钢在2#机架延伸率；Ras0,i为第i卷带钢原始表面粗糙度，单位为μm；Rar01,i为第i卷带钢对应的1#机架轧辊原始表面粗糙度，单位为μm；Rar02,i为第i卷带钢对应的2#机架轧辊原始表面粗糙度，单位为μm；L1,i为第i卷带钢对应的1#机架轧制公里数，单位为km；L2,i为第i卷带钢对应的2#机架轧制公里数，单位为km；η1,η2为平整机组设备特性影响参数；αh,αh'为机架出口表面粗糙度轧辊复印部分中机架带材的入口厚度影响系数；βh为机架出口表面粗糙度遗传部分中机架带材的入口厚度影响系数；αk,βk为机架出口表面粗糙度遗传部分与复印部分中末机架带材的材质影响系数；αε,βε为机架出口表面粗糙度遗传部分与轧辊复印部分中延伸率率影响系数。
本发明方法基于平整液流量对带钢表面粗糙度控制机理，综合考虑平整液流量以及冷轧钢板、平整机组轧辊表面粗糙度的摩擦系数等因数，以冷轧钢板的表面粗糙度目标值来控制平整液的流量。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：本发明通过以冷轧钢板的表面粗糙度目标值来控制平整液的流量，实现了冷轧钢板带钢表面粗糙度的精确控制，保证了冷轧钢板表面质量稳定性。
附图说明
图1是本发明方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例中，平整机为双机架六辊湿平整机，来料为经过立式连续退火炉退火后的冷轧钢板，牌号为MR T4-CA，钢板厚度为0.19mm，钢板的原始粗糙度平均值为0.491μm，成品钢板的目标粗糙度为0.662μm。
参照图1，一种冷轧钢板湿平整轧制过程中平整液流量的控制方法，包括以下步骤：
(a)参数收集，包括：一组待生产的带钢原始表面粗糙度
Ras0,i＝{0.519μm,0.501μm,0.482μm,0.465μm}，带钢厚hi＝{0.19mm,0.19mm,0.19mm,0.19mm}，带钢宽度Bi＝{850mm，850mm，850mm，850mm}，带钢单位变形抗力
ki＝{390MPa,390MPa,390MPa,390MPa}，1#机架工作辊直径
D1,i＝{450mm,450mm,450mm,450mm}，1#机架工作辊原始表面粗糙度
Rar01,i＝{1.63μm,1.63μm,1.63μm,1.63μm}，1#机架工作辊轧制公里数
L1,i＝{0km,15km,34km,55km}，2#机架工作辊直径D2,i＝{450mm,450mm,450mm,450mm}，2#机架工作辊原始表面粗糙度Rar02,i＝(0.42μm,0.42μm,0.42μm,0.42μm)，2#机架工作辊轧制公里数L2,i＝{0km,15km,34km,55km}，轧制速度设定值
Vi＝{1000m/min,1000m/min,1000m/min,1000m/min}，带钢前张力设定值
σ21,i＝{3300N,3297N,3301N,3297N}，带钢中张力设定值
σ20,i＝{3932N,3897N,3900N,3897N}，带钢后张力设定值
σ10,i＝{2216N,2200N,2200N,2199N}，1#机架轧制压力设定值P1,i＝{420t,415t,424t,440t}，2#机架轧制压力设定值P2,i＝{375t,360t,358t,370t}，及其成品带钢表面粗糙度
Ra′s,i＝{0.671μm，0.653μm，0.711μm,0.612μm}，目标总延伸率
εi′＝{0.73％,0.70％,0.79％,0.85％}；
(b)设定目标函数初始值F0＝1.0×1020，定义1#机架平整液流量并初始化W1,max＝50L/min，W1,min＝10L/min及寻优步长△W1＝2L/min，设定1#机架平整液流量寻优中间过程参数k1，并令k1＝0；
(c)令W1＝W1,min+k1△W1＝10L/min；
(d)定义2#机架平整液流量并初始化W2,max＝50L/min，W2,min＝10L/min及寻优步长△W2＝2L/min，设定2#机架平整液流量寻优中间过程参数k2，并令k2＝0；
(e)令W2＝W2,min+k2△W2＝10L/min；
(f)计算1#、2#机架平整轧制变形区润滑油量WL,1＝0.6L/min,WL,2＝0.6L/min；
(g)计算当前状态下第i卷带钢对应的1#、2#机架平整轧制变形区摩擦系数μi,j＝{0.32，0.31,0.29,0.31；0.28,0.26,0.26,0.25}，i＝1,2,…,n，j＝1,2；
(h)利用平整轧制压力计算公式反算1#机架延伸率以及2#机架延伸率ε1,i＝{0.711％,0.704％,0.701％,0.704％}，ε2,i＝{0.319％，0.315％,0.315％,0.314％}；
(i)计算当前状态下第i卷带钢对应的机组总延伸率εi＝{1.03％,1.019％,1.016％,1.018％}；
(j)判断不等式0.9εi′≤εi≤1.1εi′是否成立？由步骤(i)计算结果可知，不等式显然不成立，转入步骤(n)，直到W1＝20L/min，W2＝26L/min时，不等式成立，此时转入步骤(k)；
(k)计算当前状态下成品带钢表面粗糙度Ras,i＝{0.752μm，0.715μm，0.684μm，0.653μm}；
(l)计算粗糙度控制目标函数F(X)＝2.6；
(m)判断不等式F＝2.6<F0＝1.0×1020是否成立？由步骤(l)计算结果可知，不等式结果显然成立，则令F0＝F＝2.6，最优W1y＝W1＝20L/min，W2y＝W2＝26L/min，转入步骤(n)，否则直接转入步骤(n)；
(n)判断不等式k2<20是否成立？由于k2＝8，显然不等式成立，则令k2＝k2+1＝9，转入步骤(e)，直到k2＝20时，不等式不在成立，此时W2y＝42L/min，转入步骤(o)；
(o)判断不等式k1<20是否成立？由于k1＝5，显然不等式成立，则令k1＝k1+1＝6，转入步骤(c)，直到k1＝20时，不等式不在成立，此时W1y＝36L/min，转入步骤(p)；
(p)输出最优1#机架平整液流量W1y＝36L/min以及最优2#机架平整液流量W2y＝42L/min。
采用本发明方法，通过控制平整液流量，实现了带钢表面粗糙度的控制，满足了目标粗糙度的要求，保证了冷轧钢板表面质量稳定性。
上述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。